CN103694939A - 一种室温快固化聚脲粘合剂及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种室温快固化聚脲粘合剂及其制造方法，所述聚脲粘合剂由A组份和R组份构成，A组份包括聚醚多元醇和多异氰酸酯，R组份包括氨基聚醚、胺扩链剂。本发明的聚脲粘合剂涂布于被粘结浮力材料模块表面，能快速凝胶，快速增粘，具有较高的初粘附着力，短时间内达到可机加工强度。模块的拼接、黏合、固化过程无需夹具夹紧夹固，可在机加工现场进行粘结作业，使用方便可靠。

Description

一种室温快固化聚脲粘合剂及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种粘接固体浮力材料模块，具体涉及一种室温快固化聚脲粘合剂及其制造方法。

背景技术

     预制型固体浮力材料是采用模压工艺制备毛坯，毛坯块经机械粗加工用粘合剂拼接、粘合成积木式标准模块，进而按图纸设计要求拼接制成固体浮力材料。所采用的粘合剂通常是环氧树脂、丙烯酸酯、聚氨酯，此类粘合剂虽然能室温固化，但达到最大粘结强度需要24小时，甚至一周以上时间。

   聚脲粘合剂室温快速固化，能在短时间内达到高强度，具有高附着力、重防腐、耐海水腐蚀及良好的施工性能得到广泛应用。美国专利 USP 20100021676，USP 8168281，USP 2079772A, USP 5141967报道的聚脲粘合剂组合物由A组份和R组份构成。A组份为分子量400-8000的聚四氢呋喃醚多元醇和聚氧化丙烯多元醇，在有机溶剂存在下与脂肪族、脂环族或芳香族多异氰酸酯反应制备的半预聚体。R组份 为低分子量二胺、填料及偶联剂构成，通常不加催化剂。

  中国专利CN101506263B报道了一种通过活性基团的反应制备聚脲粘合剂组合物。活性基团组份包括多异氰酸酯、分子量大于500的聚醚及芳香族二胺。异氰酸酯预聚体由多异氰酸酸酯与聚醚反应制得，其摩尔比为1.5--3.5，用于轮胎胎面的修补。

  中国专利CN201010147302.3 一种用于喷涂聚脲弹性体的层间粘合剂，该粘合剂由A组份和R组份反应而成。A组份是由20--80质量份的低官能度多异氰酸酯与20--90质量份的低聚物多元醇反应制备的异氰酸酯半预聚体。R组份包括1--50质量份的固化剂、50--90质量份的有机溶剂。本发明的优点是固化速度快且不受环境因素的影响，施工方便，操作简单。

  有关聚脲粘合剂用于固体浮力材料模块粘结的文献未见报道。

发明内容                                       

本发明克服现有技术的不足，提出一种室温快固化聚脲粘合剂及其制造方法，本发明的聚脲粘合剂涂布于被粘结浮力材料模块表面，能快速凝胶，快速增粘，具有较高的初粘附着力，短时间内达到可机加工强度。模块的拼接、黏合、固化过程无需夹具夹紧夹固，可在机加工现场进行粘结作业，使用方便可靠，已达到本发明的目的。

  本发明的技术方案为，一种室温快固化聚脲粘合剂及其制造方法，所述聚脲粘合剂由A组份和R组份构成，A组份包括聚醚多元醇和多异氰酸酯，R组份包括氨基聚醚、胺扩链剂；A组份的制备：将计量的聚醚多元醇投入反应瓶中，加热、抽空、脱水，冷却至60℃--70℃，加入多异氰酸酯，升温到80℃反应2小时制备A组份；R组份的制备：称取氨基聚醚、胺扩链剂混合均匀制备R组份；聚脲粘合剂的制备：按比例称取A、R两组份配制粘合剂，并根据需要添加适量填料； 聚脲粘合剂化学组成按100质量份羟基聚醚计：端羟基聚醚 100,           多异氰酸酯45--80 , 端氨基聚醚70--180, 胺扩链剂10--20,  填料0--25 。       

制备工艺为：

 在备有搅拌器、温度计、真空泵的三口反应瓶中，加入计量的聚醚多元醇，升温到110℃--120℃，抽空脱水1小时。冷却至60℃--70℃，加入多异氰酸酯，缓慢升温到80℃，在80℃±2℃反应2小时，取样测定异氰酸酯含量NCO%,接近理论值时出料制得A组份；称取端氨基聚醚，胺扩链剂于备有搅拌器的三口反应瓶中，搅拌均匀制得R组份；按比例称取A、R两组份配制粘合剂，根据需要适量加入填料。 

  上述所述的端羟基聚醚为：聚氧化丙烯二醇，牌号voranol  2110相对分子质量1000，羟值110±5mgkoH/g;voranol 2120,相对分子质量2000，羟值56mgkoH/g;聚四氢呋喃醚二醇，牌号PTMG1000,相对分子质量1000±50，羟值107--118mgkoH/g;PTMG2000,相对分子质量2000±100，羟值53--59mgkoH/g;PTMG2900,相对分子质量3000±200，羟值35--40mgkoH/g；

  上述所述的多异氰酸酯为：甲苯二异氰酸酯（TDI-100，TDI-80/20),二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI-100，MDI-50)或多苯基多次甲基甲基多异氰酸酯（PAPI）；

  上述所述的端氨基聚醚为：聚氧化丙烯二胺(D-230，D-400，D-2000)；聚氧化丙烯三胺（T-403，T-5000)或聚四氢呋喃二醇双苯甲酸酯二胺(P-650，P-1000，P-2000)；

  上述所述的胺扩链剂：二乙基甲苯二胺（E-100),二甲硫基甲苯二胺（E-300),2,4-二氨基-3,5-二甲硫基氯苯(TX-2),双仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink 4200)或N,N^,-二烷基苯二胺（（Unilink 4100)；

  上述所述的填料：碳酸钙，硅微粉，高岭土，石英粉或空心玻璃微珠。

 

本发明具有如下有益效果：，

本发明的聚脲粘合剂涂布于被粘结浮力材料模块表面，能快速凝胶，快速增粘，具有较高的初粘附着力，短时间内达到可机加工强度。模块的拼接、黏合、固化过程无需夹具夹紧夹固，可在机加工现场进行粘结作业，使用方便可靠。

具体实施方式： 

   下面结合实施例进一步详细描述本发明：

实施例 1

     在备有搅拌器、温度计、真空吸管的三口反应瓶中，加入100克聚四氢呋喃醚二醇PTMG-1000和30克聚氧丙烯二醇voranol 2120，加热升温到110℃--120℃，抽空脱水、脱气1小时。降温到60℃--70℃，加入60克甲苯二异氰酸酯TDI-80/20。缓慢升温到80℃，在80℃±2℃反应2小时，取样测定异氰酸酯含量NCO%，接近理论值时，出料，制得半预聚体A组份。异氰酸酯含量NCO%为10.5%。

实施例 2

  在备有搅拌器、温度计、真空吸管的三口反应瓶中，加入100克聚四氢呋喃醚二醇PTMG-2000和30克聚氧丙烯二醇voranol 2120，加热升温到110℃--120℃，抽空脱水、脱气1小时。降温到60℃--70℃，加入100克二苯基甲烷二异氰酸酯MDI-50。缓慢升温到80℃，在80℃±2℃反应2小时，取样测定异氰酸酯含量NCO%，接近理论值时，出料，制得半预聚体A组份。异氰酸酯含量NCO%为10.2%。

实施例 3

  在备有搅拌器、温度计、真空吸管的三口反应瓶中，加入100克聚四氢呋喃醚二醇PTMG-1000和30克聚氧丙烯二醇voranol 2110，加热升温到110℃--120℃，抽空脱水、脱气1小时。降温到60℃--70℃，加入70克二苯基甲烷二异氰酸酯MDI-100，25克多苯基多次甲基多异氰酸酯PAPI。缓慢升温到80℃，在80℃±2℃反应2小时，取样测定异氰酸酯含量NCO%，接近理论值时，出料，制得半预聚体A组份。异氰酸酯含量NCO%为11.5%。

实施例 4

   在备有搅拌器、温度计的三口反应瓶中加入75克，相对分子质量1200的聚四氢呋喃二醇双苯甲酸酯二胺P-1000,25克二甲硫基甲苯二胺扩链剂E-300，搅拌均匀制得粘合剂R组份。

  取上述实施例1,2,3的半预聚体A组份，实施例4的胺低聚物R组份，以质量比或体积比为A：R=1：0.5--1.0 分别配制粘合剂，快速涂布于固体浮力材料被粘结表面，拼接、黏合、固化。粘合剂5分钟凝胶，10分钟固化 ，20分钟即可上车床切削浮力材料模块。

  粘合剂搭接压剪强度经测试为12.0--14.6Mpa，由该粘合剂拼接黏合的固体浮力材料模块海水浸泡6个月，粘结强度无明显变化。                                                                                                                                                           实施例 5

     在备有搅拌器、温度计的三口反应瓶中加入75克，相对分子质量880的聚四氢呋喃二醇双苯甲酸酯二胺P-650,25克二乙基甲苯二胺E-100，搅拌均匀制得粘合剂R组份。

  取上述实施例1,2,3的半预聚体A组份，实施例5的胺低聚物R组份，以质量比或体积比为A：R=1：0.5--1.0 分别配制粘合剂，快速涂布于固体浮力材料被粘结表面，拼接、黏合、固化。粘合剂5分钟凝胶，10分钟固化 ，20分钟即可上车床切削浮力材料模块。

  粘合剂搭接压剪强度经测试为12.0--14.6Mpa，由该粘合剂拼接黏合的固体浮力材料模块海水浸泡6个月，粘结强度无明显变化。     

实施例 6

     在备有搅拌器、温度计的三口反应瓶中加入75克，相对分子质量2000的聚氧化丙烯二胺D-2000,25克N，N^，二烷基苯二胺Unilink 4100，搅拌均匀制得粘合剂R组份。

  取上述实施例1,2,3的半预聚体A组份，实施例6的胺低聚物R组份，以质量比或体积比为A：R=1：0.5--1.0 分别配制粘合剂，快速涂布于固体浮力材料被粘结表面，拼接、黏合、固化。粘合剂8分钟凝胶，20分钟固化 ，40分钟即可上车床切削浮力材料模块。

  粘合剂搭接压剪强度经测试为≧12Mpa，由该粘合剂拼接黏合的固体浮力材料模块海水浸泡6个月，粘结强度无明显变化。

Claims (3)

1.一种室温快固化聚脲粘合剂，其特征是：所述聚脲粘合剂由A组份和R组份构成，A组份包括聚醚多元醇和多异氰酸酯，R组份包括氨基聚醚、胺扩链剂；A组份的制备：将计量的聚醚多元醇投入反应瓶中，加热、抽空、脱水，冷却至60℃--70℃，加入多异氰酸酯，升温到80℃反应2小时制备A组份；R组份的制备：称取氨基聚醚、胺扩链剂混合均匀制备R组份；聚脲粘合剂的制备：按比例称取A、R两组份配制粘合剂，并根据需要添加适量填料； 聚脲粘合剂化学组成按100质量份羟基聚醚计：端羟基聚醚 100, 多异氰酸酯45--80 , 端氨基聚醚70--180, 胺扩链剂10--20,  填料0--25 。

2.根据权利要求1所述的室温快固化聚脲粘合剂，其特征是，制备工艺为： 

在备有搅拌器、温度计、真空泵的三口反应瓶中，加入计量的聚醚多元醇，升温到110℃--120℃，抽空脱水1小时，冷却至60℃--70℃，加入多异氰酸酯，缓慢升温到80℃，在80℃±2℃反应2小时，取样测定异氰酸酯含量NCO%,接近理论值时出料制得A组份；称取端氨基聚醚，胺扩链剂于备有搅拌器的三口反应瓶中，搅拌均匀制得R组份；按比例称取A、R两组份配制粘合剂，根据需要适量加入填料。

3.根据权利要求1或2所述的室温快固化聚脲粘合剂，其特征是，上述所述的端羟基聚醚为：聚氧化丙烯二醇，牌号voranol  2110相对分子质量1000，羟值110±5mgkoH/g;voranol 2120,相对分子质量2000，羟值56mgkoH/g;聚四氢呋喃醚二醇，牌号PTMG1000,相对分子质量1000±50，羟值107--118mgkoH/g;PTMG2000,相对分子质量2000±100，羟值53--59mgkoH/g;PTMG2900,相对分子质量3000±200，羟值35--40mgkoH/g；

  上述所述的多异氰酸酯为：甲苯二异氰酸酯（TDI-100，TDI-80/20),二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI-100，MDI-50)或多苯基多次甲基甲基多异氰酸酯（PAPI）；

  上述所述的端氨基聚醚为：聚氧化丙烯二胺(D-230，D-400，D-2000)；聚氧化丙烯三胺（T-403，T-5000)或聚四氢呋喃二醇双苯甲酸酯二胺(P-650，P-1000，P-2000)；

  上述所述的胺扩链剂：二乙基甲苯二胺（E-100),二甲硫基甲苯二胺（E-300),2,4-二氨基-3,5-二甲硫基氯苯(TX-2),双仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink 4200)或N,N^,-二烷基苯二胺（（Unilink 4100)；

  上述所述的填料：碳酸钙，硅微粉，高岭土，石英粉或空心玻璃微珠。